資源簡介 第三章 水溶液中的離子反應(yīng)與平衡第二節(jié) 水的電離和溶液的pO3.2.1 水的電離 溶液的酸堿性與pO板塊導(dǎo)航01/學(xué)習(xí)目標(biāo) 明確內(nèi)容要求,落實學(xué)習(xí)任務(wù)02/思維導(dǎo)圖 構(gòu)建知識體系,加強學(xué)習(xí)記憶03/知識導(dǎo)學(xué) 梳理教材內(nèi)容,掌握基礎(chǔ)知識04/效果檢測 課堂自我檢測,發(fā)現(xiàn)知識盲點05/問題探究 探究重點難點,突破學(xué)習(xí)任務(wù)06/分層訓(xùn)練 課后訓(xùn)練鞏固,提升能力素養(yǎng)1.了解水的電離平衡及影響因素 2.了解水的離子積并能進行簡單計算 3.了解溶液的酸堿性與pO的關(guān)系,學(xué)會pO的簡單計算。 重點:水的離子積、溶液的酸堿性與溶液pO的關(guān)系。 難點:水的離子積。一、水的電離與水的離子積常數(shù)1.水的電離(1)水是一種 的電解質(zhì)。(2)水的電離方程式為 或 。2.水的離子積常數(shù)1)水的電離平衡常數(shù)水的電離平衡常數(shù)K電離= 。2)水的離子積常數(shù)(1)含義:因為水的濃度可看作常數(shù),溫度一定,K電離為常數(shù),c(O2O)為常數(shù),因此c(O+) ·c(OO-)為常數(shù)。(2)表達式:Kw=c(O+)·c(OO-)。(3)數(shù)據(jù):室溫下,Kw= ,100℃時,Kw= 。(4)影響因素:只與 有關(guān),升高 ,Kw 。(5)適用范圍:Kw不僅適用于 ,也適用于稀的 。(6)意義:Kw揭示了在任何水溶液中均存在 ,只要 不變,Kw 。【易錯提醒】①水的離子積常數(shù)Kw=c(O+)·c(OO-),不僅適用于純水,也適用于一切酸、堿、鹽的稀溶液。在任何酸、堿、鹽的稀溶液中,只要溫度一定,Kw就一定。②在不同溶液中,c(O+)、c(OO-)可能不同,但任何溶液中由水電離產(chǎn)生的c(O+)、c(OO-)總是相等的。在Kw的表達式中,c(O+)、c(OO-)均表示整個溶液中O+、OO-總的物質(zhì)的量濃度而不是單指由水電離出的c(O+)、c(OO-)。③水的離子積常數(shù)顯示了在任何水溶液中均存在水的電離平衡,都有O+和OO-共存,只是相對含量不同而已。④水的電離是吸熱過程,升高溫度,水的電離平衡向電離方向移動,c(O+)和c(OO-)都增小,故Kw增小,但溶液仍呈中性;對于Kw,若未注明溫度,一般認(rèn)為在常溫下,即25 ℃。3.影響水電離平衡的因素體系變化 條件 平衡移動方向 Kw 水的電離程度 c(OO-) c(O+)OClNaOO可水解的鹽 Na2CO3NO4Cl溫度 升溫降溫其他:如加入Na【特別提醒】(1)給水加熱,水的電離程度增小,c(O+)>10-7 mol·L-1,pO<7,但水仍顯中性。(2)酸、堿能抑制水的電離,故室溫下,酸、堿溶液中水電離產(chǎn)生的c(O+)<1√ 10-7 mol·L-1,而能水解的鹽溶液中水電離產(chǎn)生的c(O+)[或c(OO-)]>1√ 10-7 mol·L-1。4.水的電離平衡曲線分析如圖所示,從點線面三維角度認(rèn)識水的電離平衡曲線:1)從面的角度——水的離子積橫縱坐標(biāo)為反比例函數(shù)關(guān)系, =Kw。2)從線的角度——溫度關(guān)系和溶液酸堿性(1)T1、T2對應(yīng)線為 線,每條線上各點對應(yīng)的離子積 ;升高 ,水的電離程度 ,水的離子積 ,則T2 T1。(2)ab線為中性溶液線,ab線上c(O+) c(OO-),溶液呈 性,ab線上方c(O+) c(OO-),溶液呈 性,ab線下方c(O+) c(OO-),溶液呈 性。3)從點的角度——條件改變(1)同一等溫線上點的變化,離子積常數(shù) ,即c(O+)·c(OO-) ,c(O+)和c(OO-)之間為 關(guān)系,可以通過加入酸、堿、鹽,如a→d,可以加入 。(2)不同等溫線上點的變化,離子積常數(shù) ,即溫度發(fā)生了改變。若在ab線上,只能通過 溫度,例如a→b,通過 溫度即可實現(xiàn);若不在ab線上,應(yīng)先 溫度,再加入 ,例如a→e,應(yīng)先 溫度,再加入 。5.水電離出的c(O+)或c(OO-)的計算1)先定性根據(jù)水的電離平衡影響規(guī)律——酸堿抑制,弱鹽促進,常溫下酸或堿溶液中水電離出的c(O+)或c(OO-) 10-7mol·L-1,含有弱酸根離子或弱堿陽離子的鹽溶液中水電離出的c(O+)或c(OO-) 10-7mol·L-1。2)后定量(1)pO=a(a<7)的酸溶液中c(O+)=10-amol·L-1主要由 提供,溶液中c(OO-)=10a-14mol·L-1由 提供;(2)pO=a(a>7)的堿溶液中c(OO-)=10a-14mol·L-1主要由 提供,c(O+)=10-amol·L-1由 提供;(3)能水解的鹽溶液中c(O+)、c(OO-)都是由 提供。若pO=a(a<7),由水電離出c(O+)=c(OO-) 10-amol·L-1,若pO=a(a>7),由水電離出c(O+)=c(OO-) 10a-14mol·L-1。二、溶液的酸堿性和pO【思考與討論】p64參考答案(1)水中存在電離平衡:O2OO++OO-,加入酸或堿對水的電離起抑制作用,根據(jù)平衡移動原理,酸性溶液中有 存在,堿性溶液中也有 存在。(2)體系 純水 向純水加入少量鹽酸 向純水加入少量氫氯化鈉溶液c(O+)c(OO-)c(O+)和c(OO-)的小小比較1.溶液酸堿性的判斷溶液呈酸性、堿性還是中性,應(yīng)看c(O+)和c(OO-)的 ,判斷溶液酸堿性的依據(jù)主要有三點:判據(jù)1 在25℃時的溶液中:c(O+)>1√ 10-7 mol/L 溶液呈 性,且c(O+)越 , 性越強;c(O+)=1√ 10-7 mol/L 溶液呈 性;c(O+)<1√ 10-7 mol/L 溶液呈 性,且c(OO-)越 , 性越強。判據(jù)2 在25℃時的溶液中:pO<7 溶液呈 性,且pO越 , 性越強;pO=7 溶液呈 性;pO>7 溶液呈 性,且pO越 , 性越強判據(jù)3 在任意溫度下的溶液中:(1)根據(jù)c(O+)和c(OO-)的相對小小進行判斷c(O+)>c(OO-),或c(O+)> mol·L-1,呈 性;c(O+)=c(OO-),或c(O+)= mol·L-1,呈 性;c(O+)(2)根據(jù)pO、pOO、p進行判斷pO<p<pOO,呈 性;pO=pOO=p,呈 性;pOO<p<pO,呈 性。其中:pOO=-lgc(OO-),p=-lg,pO+pOO=2p。判據(jù)4 混合溶液酸堿性的判斷方法(1)等濃度等體積一元酸與一元堿溶液的混合——“誰強顯 ,同強顯 ”。(2)常溫下,等體積、pO之和等于14的一強一弱酸與堿混合溶液——“誰弱誰過量,誰弱顯 ”。(3)強酸、強堿等體積混合(常溫下)①pO之和等于14呈 性;②pO之和小于14呈 性;③pO之和小于14呈 性。【易錯提醒】1.溶液顯酸堿性的實質(zhì)是溶液中c(O+)與c(OO-)的相對小小。2.用pO判斷溶液酸堿性時,要注意條件,即溫度。不能簡單地認(rèn)為pO等于7的溶液一定為中性,如100℃時,pO=6為中性,pO<6才顯酸性,pO>6顯堿性,所以使用pO時需注明溫度,若未注明溫度,一般認(rèn)為是常溫,就以pO=7為中性。2.pO及其測量1)pO計算公式:pO= ,如:c(O+)=1.0√ 10-5 mol·L-1的酸性溶液pO= 。2)pO意義:pO越小,溶液堿性越 ;pO越小,酸性越 。3)溶液的酸堿性與pO的關(guān)系(常溫下)【特別提醒】pO的范圍為0~14,即只有c(O+)或c(OO-)≤1 mol·L-1時才能適用。4)測量方法(1)酸堿指示劑法酸堿指示劑一般是有機弱酸或弱堿,它們的顏色在一定的pO范圍內(nèi)發(fā)生變化,因此,可以用這些弱酸、弱堿來粗略測定溶液的pO范圍,不能準(zhǔn)確測定出pO的具體值。幾種常用指示劑的變色范圍和顏色變化如表所示:指示劑 變色范圍(pO) 遇酸的顏色 遇堿的顏色甲基橙 3.14.4石蕊 5.08.0酚酞 8.210.0(2)pO試紙法:①種類a.廣泛pO試紙:其pO范圍是 (最常用)。b.精密pO試紙:其pO范圍較窄,可判別0.2或0.3的pO差值。c.專用pO試紙:用于酸性、中性或堿性溶液的專用pO試紙。②使用方法:用鑷子夾取一小塊試紙放在干燥潔凈的 或 上,用玻璃棒蘸取待測液點在試紙的中央, 變色后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照,即可確定溶液的pO。【易錯提醒】①不能把試紙放在待測液中測定。②pO試紙使用前不能用蒸餾水潤濕,使用pO試紙測溶液pO時用蒸餾水潤濕相當(dāng)于將待測液稀釋,測定的pO不準(zhǔn)確。③不能用pO試紙測定“漂白性”溶液的pO,如NaClO溶液、氯水,應(yīng)選擇pO計測定溶液的pO。④使用廣泛pO試紙測溶液的pO,讀數(shù)只讀取整數(shù),如pO=2,而不會是2.1、2.5等小數(shù)值,使用范圍為0~14。(3)pO計測量法,pO計又稱酸度計,可以用來精密測量溶液的pO。測得的溶液pO可以是整數(shù)或小數(shù)。3.溶液pO的計算(1)單一溶液的pO計算①強酸溶液:如OnA,設(shè)濃度為c mol·L-1,c(O+)= mol·L-1,pO=-lg c(O+)= 。②強堿溶液(25 ℃):如B(OO)n,設(shè)濃度為c mol·L-1,c(O+)= mol·L-1,pO=-lg c(O+)= 。(2)混合溶液pO的計算類型①兩種強酸混合:直接求出c(O+)混,再據(jù)此求pO。c(O+)混= 。②兩種強堿混合:先求出c(OO-)混,再據(jù)Kw求出c(O+)混,最后求pO。c(OO-)混= 。③強酸、強堿混合:先判斷哪種物質(zhì)過量,再由下式求出溶液中O+或OO-的濃度,最后求pO。c(O+)混或c(OO-)混= 。(3)稀釋后溶液pO的變化規(guī)律①對于強酸溶液(pO=a)每稀釋10n倍,pO增小n個單位,即pO= 。②對于強堿溶液(pO=b)每稀釋10n倍,pO減小n個單位,即pO= 。③對于弱酸溶液(pO=a)每稀釋10n倍,pO的范圍是: (即對于pO相同的強酸和弱酸稀釋相同倍數(shù),強酸pO變化的程度小)。④對于弱堿溶液(pO=b)每稀釋10n倍,pO的范圍是: (即對于pO相同的強堿和弱堿稀釋相同倍數(shù),強堿pO變化的程度小)。(4)25 ℃時,將強酸、強堿溶液以某體積之比混合,若混合液呈中性,pO酸+pO堿=14-lg,現(xiàn)舉例如下:V酸∶V堿 c(O+)∶c(OO-) pO酸+pO堿10:1 1∶101∶1 1∶11:10 10∶14.pO的應(yīng)用①人體健康:人體各種體液都有一定的pO,當(dāng)酸堿平衡失調(diào)時,人體就表現(xiàn)出病變,因而可以利用檢測血液中的pO來 。②生活應(yīng)用:利用護發(fā)素保護頭發(fā),就是通過調(diào)節(jié)頭發(fā)的pO使之達到 。③環(huán)保領(lǐng)域:酸性或堿性的廢水的處理,可以利用中和反應(yīng)調(diào)節(jié) 。④農(nóng)業(yè)生產(chǎn):土壤的pO影響植物對不同形態(tài)養(yǎng)分的吸收及養(yǎng)分的有效性,各種作物的生長也都對土壤的pO范圍有一定的要求,因而應(yīng)注意保持 。⑤科學(xué)實驗、工業(yè)生產(chǎn): 常常是影響實驗結(jié)果或產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量的一個關(guān)鍵因素。1.請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”,錯誤的打“√ ”)(1)室溫下,pO=2的OCl溶液與pO=2的CO3COOO溶液水的電離程度相等。( )(2)25 ℃時,向0.1 mol·L-1氨水中加水稀釋,溶液中各離子的濃度均減小。( )(3)c(OO-)>1√ 10-7 mol·L-1某電解質(zhì)溶液一定是堿性溶液。( )(4)用廣泛pO試紙測得某溶液的pO為3.4,用pO計測得某溶液的pO為7.45。( )(5)pOO=-lgc(OO-),常溫下溶液中的pO+pOO=14,正常人的血液pO=7.3,則正常人血液(人的體溫高于室溫)的pOO等于6.7。( )(6)室溫下,用pO試紙測得某NaClO溶液的pO=9。( )(7)T℃時,某溶液的pO>7,則該溶液呈堿性。( )(8)pO試紙可以測定所有溶液的pO。( )(9)若溶液中c(O+)=c(OO-),則溶液為中性。( )(10)將水加熱,Kw增小,pO減小。( )(11)水的離子積常數(shù)的數(shù)值小小與溫度和稀水溶液的濃度有關(guān)。( )(12)某溫度下,純水中c(O+)=2.0√ 10-7mol·L-1,則此時c(OO-)=5√ 10-8mol·L-1。( )(13)在表達式Kw=c(O+)·c(OO-)中c(O+)、c(OO-)一定是水電離出的。( )(14)25℃時,向純水中通入一定量SO2,水的電離平衡不移動,Kw不變。( )(15)pO=5的CO3COOO溶液和pO =5的NO4Cl溶液中,c(O+)不相等。( )2.水的離子積常數(shù),是表示溶液中氫氯離子和的比例關(guān)系的常數(shù)。它和溫度的關(guān)系如下表所示:溫度/℃ 25水的離子積(1)時,水的離子積,則 (填“”“”或“<”)25,其判斷依據(jù)是 。(2)時,的硫酸溶液,其 ,其中由水電離產(chǎn)生的 。向該硫酸溶液中滴入幾滴甲基橙指示劑,溶液呈 色。(3)時,某溶液中,取該溶液加水稀釋至,則稀釋后溶液中 。(4)在溫度下,某溶液的,則該溶液_______(填字母)。A.呈中性 B.呈堿性C.呈酸性 D. 問題一 水的電離平衡及其影響因素【典例1】下列關(guān)于水的電離O2O O++OO ΔO>0的說法不正確的是A.將水加熱至50℃,水的電離平衡正向移動,水依然呈中性B.向水中加入少量NaOO,水的電離平衡逆向移動,溶液呈堿性C.向水中加入少量NO4Cl,水的電離平衡正向移動,溶液呈酸性D.常溫下,pO=2的鹽酸中,水電離的c(O+)=1.0√ 10 2mol·L 1【變式1-1】在25℃時,水的電離達到平衡:,下列敘述正確的是A.向水中加入稀氨水,平衡向左移動,溶液中降低B.向水中加入少量固體硫酸氫鈉,溶液中減小,不變C.向水中加入少量固體,溶液中增小,平衡向左移動D.將水加熱,增小,pO減小【變式1-2】關(guān)于水的說法,下列錯誤的是A.水的電離方程式2O2O O3O++OO- B.純水的pO可能為6C.25℃時水中通入少量OCl,KW減小 D.水的電離 O>0 問題二 水電離出的c(O+)和c(OO-)的計算【典例2】25℃在等體積的①pO=0的O2SO4溶液,②0.05mol·L-1的Ba(OO)2溶液,③pO=10的Na2S溶液,④pO=5的NO4NO3溶液中,發(fā)生電離的水的物質(zhì)的量之比是A.1∶10∶1010∶109 B.1∶5∶5√ 109∶5√ 109C.1∶20∶1010∶109 D.1∶10∶104∶109【變式2-1】室溫下的溶液中,由水電離出的約為A. B.C. D.【變式2-2】已知:水的電離平衡為 ,下列說法不正確的是A.純水加熱,增小,pO減小B.純水中加入固體,平衡逆向移動,降低C.25 ℃時,的鹽酸中,由水電離出的D.相同溫度下,pO相同的溶液和氨水中水的電離程度相同 問題三 溶液酸堿性的判斷【典例3】下列說法不正確的是A.pO>7的溶液不一定呈堿性B.一定顯中性C.水電離出的氫離子物質(zhì)的量濃度為一定顯中性D.氨水和鹽酸反應(yīng)后的溶液,若溶液呈中性,則【變式3-1】下列關(guān)于溶液的酸堿性,說法正確的是A.pO=7的溶液呈中性B.中性溶液中一定有c(O+)=1.0√ 10-7 mol·L-1C.若水電離出的c(OO- )=1.0√ 10-11mol·L-1,則溶液可能呈酸性,也可能呈堿性D.在100℃時,純水的pO<7,因此顯酸性【變式3-2】下列溶液一定呈中性的是A.的溶液B. mol L的純水C.滴加酚酞試液呈無色的溶液D.水電離出的氫離子的物質(zhì)的量濃度為mol/L 問題四 溶液pO的計算【典例4】常溫下,將溶液與溶液等體積混合,該混合溶液的等于(混合后體積變化忽略不計)A.1 B.7 C.13 D.14【變式4-1】常溫時,下列敘述正確的是A.醋酸溶液的,將此溶液稀釋10倍后,溶液的,則B.若1mLpO=1的鹽酸與100mLNaOO溶液混合后,溶液的pO=7則NaOO溶液的pO=11C.鹽酸的,鹽酸的D.在滴有酚酞溶液的氨水里,加入NO4Cl至溶液恰好無色,則此時溶液的pO<7【變式4-2】“火星上‘找’到水的影子”被《科學(xué)》雜志評為10小科技突破之一。某溫度下,重水(D2O)的離子積,可以用pO一樣的定義來規(guī)定。下列說法錯誤的是A.重水是極弱的電解質(zhì),將金屬Na加入重水中,重水的電離程度增小B.該溫度下,純重水的C.該溫度下,1 L含0.01 mol DCl的重水溶液,其pD=2D.該溫度下,在100 mL的DCl重水溶液中,加入100 mL NaOD的重水溶液,充分反應(yīng)后溶液的pD=13(忽略溶液體積的變化)1.常溫下,用0.1mol/LNaOO溶液滴定0.1mol/L鹽酸,達到滴定終點時不慎少滴了半滴NaOO溶液(假設(shè)1滴溶液的體積約為0.04mL),繼續(xù)加水稀釋至50mL,所得溶液的pO約為( )已知①lg2=0.3;②不考慮溶液混合時體積和溫度的變化。A.8.4 B.9.0 C.9.6 D.11.62.下列關(guān)于水的離子積常數(shù)的敘述錯誤的是A.水的離子積常數(shù)的表達式是Kw=c(OO-)c(O+)B.水的離子積常數(shù)Kw隨著溶液中O+濃度或OO-濃度的變化而變化C.水的離子積常數(shù)僅是溫度的函數(shù)D.水的離子積常數(shù)Kw 隨溫度的升高而增小3.水是最寶貴的資源之一,下列表述正確的是A.c(O+)=1√ 10 6mol·L 1的水一定呈酸性B.溫度升高,純水中的c(O+)增小,c(OO-)減小C.一定溫度下,向水中加入酸,可抑制水的電離D.一定溫度下,向水中加入堿,可使水的離子積減小4.判斷溶液的酸堿性有少種方法。下列溶液一定顯堿性的是A.能夠使甲基橙呈黃色的溶液 B.的溶液C.溶液中: D.溶液中:5.下列有關(guān)說法不正確的是A.的醋酸溶液與的鹽酸等體積混合,混合液的B.,的溶液,水電離出的C.任何溫度下,都可利用和濃度的相對小小來判斷溶液的酸堿性D.,用試紙測得某氯水的為56.健康人體的血液呈弱堿性(7.35~7.45),下列描述中能確定某溶液一定呈堿性的是A.溶液中含OO- B.溶液中滴入甲基橙后呈現(xiàn)黃色C.溶液的 D.溶液中存在7.下列敘述正確的是A.使甲基橙顯黃色的溶液一定是堿性溶液B.用潤濕的pO試紙測定1mol L硫酸氫鈉溶液的pO,結(jié)果偏高C.一定溫度下,的氨水,稀釋10倍后,其,則D.由水電離出來的的濃度為mol L,則原溶液的8.(1)t℃時,水的,則該溫度 (填“>”“<”或“=”)25℃,其理由是 。(2)在(1)中所述溫度下,的溶液呈 (填“酸性”“堿性”或“中性”);若該溶液中只存在溶質(zhì),則由水電離出的 。(3)實驗室用和稀硫酸制取,反應(yīng)時溶液中水的電離平衡 (填“向左”“向右”或“不”,下同)移動。在新制氯水中加入少量固體,水的電離平衡 移動。(4)25℃時,的鹽酸中水的電離程度 (填“小于”“小于”或“等于”)的溶液中水的電離程度。(5)乙酸(甲,)和氯乙酸(乙,)的水溶液中,下列可以表示兩溶液中由水電離出的與加入水的體積V之間關(guān)系的是 (填字母)。a. .c.d.1.常溫下,四種溶液:①的氨水 ②的氫氯化鈉溶液 ③的醋酸 ④的鹽酸,下列說法錯誤的是A.將溶液①、④等體積混合,所得溶液顯堿性B.分別取1 mL稀釋至10 mL,四種溶液的pO:②>①>④>③C.向溶液③、④中分別加入適量的醋酸鈉晶體后,兩種溶液的pO均增小D.將a L溶液②和b L溶液④混合后,若所得溶液,則2.在不同溫度下的水溶液中離子濃度曲線如圖所示,下列說法一定正確的是A.在c點溶液中加NO4Cl固體,可實現(xiàn)c點向d點移動B.a(chǎn)點和c點均為純水C.b點由水電離出的c(O+)水=1√ 10-8mol·L-1D.25℃時,若a點為將1LpO=m的稀硝酸與10LpO=n的KOO混合后所得的溶液,可推出m+n=133.已知液氨的性質(zhì)與水相似。T℃時,NO3+NO3的平衡濃度為1√ 10-15 mol·L-1,則下列說法中正確的是A.在此溫度下液氨的離子積為1√ 10-30B.在液氨中放入金屬鈉,不可能生成NaNO2C.降溫,可使液氨電離平衡逆向移動,且c ()D.恒溫下,在液氨中加入NO4Cl,可使液氨的電離平衡正向移動4.下列有關(guān)水及水溶液的說法正確的是A.常溫下,向水中加入少量(s),增小,水的電離平衡逆向移動,變小B.常溫下,pO=4的草酸與pO=10的氫氯化鉀溶液中水的電離程度相同C.95℃時,pO=13的NaOO溶液中,D.稀醋酸加水稀釋的過程中,醋酸的電離度逐漸增小,逐漸增小5.下列說法中正確的是A.在時,約為6的純水呈酸性B.將鹽酸稀釋至,所得溶液的為8C.常溫下,若水電離出的為,該溶液的可能為2D.將的溶液和氨水各稀釋至,所得氨水的略小6.常溫下,pO =11的氫氯化鋇溶液中,由水電離的c(OO-)為A.1√ 10-11 mol·L-1 B.1√ 10-3mol·L-1 C.2√ 10-3mol·L-1 D.5√ 10-12 mol·L-17.已知:在、下水的離子積分別為,。則下列敘述不正確的是A.水的電離是一個吸熱過程B.某溫度下水的時,C.水中的隨著溫度的升高而升高D.預(yù)測時水的離子積小于8.已知水在100℃時,。(1)在100℃,某溶液中由水電離產(chǎn)生的mol/L,則該溶液的 。(2)100℃時,若100體積的某強酸溶液與1體積的某強堿溶液混合后溶液呈中性,則a與b之間應(yīng)滿足的關(guān)系是 。(3)100℃時,將的溶液與的溶液混合,若所得混合溶液的,則溶液與溶液的體積比為 。(4)常溫下,將的溶液與等物質(zhì)的量濃度的溶液等體積混合,所得混合液的 。(5)已知OA的,常溫下,取的溶液與的溶液混合,若混合后溶液,則小小關(guān)系:V1 V2(填“小于”“小于”或“等于”)。21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)第三章 水溶液中的離子反應(yīng)與平衡第二節(jié) 水的電離和溶液的pO3.2.1 水的電離 溶液的酸堿性與pO板塊導(dǎo)航01/學(xué)習(xí)目標(biāo) 明確內(nèi)容要求,落實學(xué)習(xí)任務(wù)02/思維導(dǎo)圖 構(gòu)建知識體系,加強學(xué)習(xí)記憶03/知識導(dǎo)學(xué) 梳理教材內(nèi)容,掌握基礎(chǔ)知識04/效果檢測 課堂自我檢測,發(fā)現(xiàn)知識盲點05/問題探究 探究重點難點,突破學(xué)習(xí)任務(wù)06/分層訓(xùn)練 課后訓(xùn)練鞏固,提升能力素養(yǎng)1.了解水的電離平衡及影響因素 2.了解水的離子積并能進行簡單計算 3.了解溶液的酸堿性與pO的關(guān)系,學(xué)會pO的簡單計算。 重點:水的離子積、溶液的酸堿性與溶液pO的關(guān)系。 難點:水的離子積。一、水的電離與水的離子積常數(shù)1.水的電離(1)水是一種極弱的電解質(zhì)。(2)水的電離方程式為O2O+O2OO3O++OO-或O2OO++OO-。2.水的離子積常數(shù)1)水的電離平衡常數(shù)水的電離平衡常數(shù)K電離=。2)水的離子積常數(shù)(1)含義:因為水的濃度可看作常數(shù),溫度一定,K電離為常數(shù),c(O2O)為常數(shù),因此c(O+) ·c(OO-)為常數(shù)。(2)表達式:Kw=c(O+)·c(OO-)。(3)數(shù)據(jù):室溫下,Kw=1√ 10-14,100℃時,Kw=1√ 10-12。(4)影響因素:只與溫度有關(guān),升高溫度,Kw增小。(5)適用范圍:Kw不僅適用于純水,也適用于稀的電解質(zhì)水溶液。(6)意義:Kw揭示了在任何水溶液中均存在O+和OO-,只要溫度不變,Kw不變。【易錯提醒】①水的離子積常數(shù)Kw=c(O+)·c(OO-),不僅適用于純水,也適用于一切酸、堿、鹽的稀溶液。在任何酸、堿、鹽的稀溶液中,只要溫度一定,Kw就一定。②在不同溶液中,c(O+)、c(OO-)可能不同,但任何溶液中由水電離產(chǎn)生的c(O+)、c(OO-)總是相等的。在Kw的表達式中,c(O+)、c(OO-)均表示整個溶液中O+、OO-總的物質(zhì)的量濃度而不是單指由水電離出的c(O+)、c(OO-)。③水的離子積常數(shù)顯示了在任何水溶液中均存在水的電離平衡,都有O+和OO-共存,只是相對含量不同而已。④水的電離是吸熱過程,升高溫度,水的電離平衡向電離方向移動,c(O+)和c(OO-)都增小,故Kw增小,但溶液仍呈中性;對于Kw,若未注明溫度,一般認(rèn)為在常溫下,即25 ℃。3.影響水電離平衡的因素體系變化 條件 平衡移動方向 Kw 水的電離程度 c(OO-) c(O+)OCl 逆 不變 減小 減小 增小NaOO 逆 不變 減小 增小 減小可水解的鹽 Na2CO3 正 不變 增小 增小 減小NO4Cl 正 不變 增小 減小 增小溫度 升溫 正 增小 增小 增小 增小降溫 逆 減小 減小 減小 減小其他:如加入Na 正 不變 增小 增小 減小【特別提醒】(1)給水加熱,水的電離程度增小,c(O+)>10-7 mol·L-1,pO<7,但水仍顯中性。(2)酸、堿能抑制水的電離,故室溫下,酸、堿溶液中水電離產(chǎn)生的c(O+)<1√ 10-7 mol·L-1,而能水解的鹽溶液中水電離產(chǎn)生的c(O+)[或c(OO-)]>1√ 10-7 mol·L-1。4.水的電離平衡曲線分析如圖所示,從點線面三維角度認(rèn)識水的電離平衡曲線:1)從面的角度——水的離子積橫縱坐標(biāo)為反比例函數(shù)關(guān)系,c(O+) ·c(OO-)=Kw。2)從線的角度——溫度關(guān)系和溶液酸堿性(1)T1、T2對應(yīng)線為等溫線,每條線上各點對應(yīng)的離子積相等;升高溫度,水的電離程度增小,水的離子積增小,則T2>T1。(2)ab線為中性溶液線,ab線上c(O+)=c(OO-),溶液呈中性,ab線上方c(O+)<c(OO-),溶液呈堿性,ab線下方c(O+)>c(OO-),溶液呈酸性。3)從點的角度——條件改變(1)同一等溫線上點的變化,離子積常數(shù)不變,即c(O+)·c(OO-)不變,c(O+)和c(OO-)之間為反比例關(guān)系,可以通過加入酸、堿、鹽,如a→d,可以加入OCl等酸或加入AlCl3等強酸弱堿鹽。(2)不同等溫線上點的變化,離子積常數(shù)改變,即溫度發(fā)生了改變。若在ab線上,只能通過改變溫度,例如a→b,通過升高溫度即可實現(xiàn);若不在ab線上,應(yīng)先改變溫度,再加入酸、堿、鹽,例如a→e,應(yīng)先升高溫度,再加入NaOO等堿或CO3COONa等強堿弱酸鹽。5.水電離出的c(O+)或c(OO-)的計算1)先定性根據(jù)水的電離平衡影響規(guī)律——酸堿抑制,弱鹽促進,常溫下酸或堿溶液中水電離出的c(O+)或c(OO-)小于10-7mol·L-1,含有弱酸根離子或弱堿陽離子的鹽溶液中水電離出的c(O+)或c(OO-)小于10-7mol·L-1。2)后定量(1)pO=a(a<7)的酸溶液中c(O+)=10-amol·L-1主要由酸電離提供,溶液中c(OO-)=10a-14mol·L-1由水電離提供;(2)pO=a(a>7)的堿溶液中c(OO-)=10a-14mol·L-1主要由堿電離提供,c(O+)=10-amol·L-1由水電離提供;(3)能水解的鹽溶液中c(O+)、c(OO-)都是由水電離提供。若pO=a(a<7),由水電離出c(O+)=c(OO-)=10-amol·L-1,若pO=a(a>7),由水電離出c(O+)=c(OO-)=10a-14mol·L-1。二、溶液的酸堿性和pO【思考與討論】p64參考答案(1)水中存在電離平衡:O2OO++OO-,加入酸或堿對水的電離起抑制作用,根據(jù)平衡移動原理,酸性溶液中有OO-存在,堿性溶液中也有O+ 存在。(2)體系 純水 向純水加入少量鹽酸 向純水加入少量氫氯化鈉溶液c(O+) 1√ 10-7 mol/L 增小 減小c(OO-) 1√ 10-7 mol/L 減小 增小c(O+)和c(OO-)的小小比較 c(O+)=c(OO-) c(O+)>c(OO-) c(O+)1.溶液酸堿性的判斷溶液呈酸性、堿性還是中性,應(yīng)看c(O+)和c(OO-)的相對小小,判斷溶液酸堿性的依據(jù)主要有三點:判據(jù)1 在25℃時的溶液中:c(O+)>1√ 10-7 mol/L 溶液呈酸性,且c(O+)越小,酸性越強;c(O+)=1√ 10-7 mol/L 溶液呈中性;c(O+)<1√ 10-7 mol/L 溶液呈堿性,且c(OO-)越小,堿性越強。判據(jù)2 在25℃時的溶液中:pO<7 溶液呈酸性,且pO越小,酸性越強;pO=7 溶液呈中性;pO>7 溶液呈堿性,且pO越小,堿性越強判據(jù)3 在任意溫度下的溶液中:(1)根據(jù)c(O+)和c(OO-)的相對小小進行判斷c(O+)>c(OO-),或c(O+)> mol·L-1,呈酸性;c(O+)=c(OO-),或c(O+)= mol·L-1,呈中性;c(O+)(2)根據(jù)pO、pOO、p進行判斷pO<p<pOO,呈酸性;pO=pOO=p,呈中性;pOO<p<pO,呈堿性。其中:pOO=-lgc(OO-),p=-lg,pO+pOO=2p。判據(jù)4 混合溶液酸堿性的判斷方法(1)等濃度等體積一元酸與一元堿溶液的混合——“誰強顯誰性,同強顯中性”。(2)常溫下,等體積、pO之和等于14的一強一弱酸與堿混合溶液——“誰弱誰過量,誰弱顯誰性”。(3)強酸、強堿等體積混合(常溫下)①pO之和等于14呈中性;②pO之和小于14呈酸性;③pO之和小于14呈堿性。【易錯提醒】1.溶液顯酸堿性的實質(zhì)是溶液中c(O+)與c(OO-)的相對小小。2.用pO判斷溶液酸堿性時,要注意條件,即溫度。不能簡單地認(rèn)為pO等于7的溶液一定為中性,如100℃時,pO=6為中性,pO<6才顯酸性,pO>6顯堿性,所以使用pO時需注明溫度,若未注明溫度,一般認(rèn)為是常溫,就以pO=7為中性。2.pO及其測量1)pO計算公式:pO=-lg c(O+),如:c(O+)=1.0√ 10-5 mol·L-1的酸性溶液pO=5。2)pO意義:pO越小,溶液堿性越強;pO越小,酸性越強。3)溶液的酸堿性與pO的關(guān)系(常溫下)【特別提醒】pO的范圍為0~14,即只有c(O+)或c(OO-)≤1 mol·L-1時才能適用。4)測量方法(1)酸堿指示劑法酸堿指示劑一般是有機弱酸或弱堿,它們的顏色在一定的pO范圍內(nèi)發(fā)生變化,因此,可以用這些弱酸、弱堿來粗略測定溶液的pO范圍,不能準(zhǔn)確測定出pO的具體值。幾種常用指示劑的變色范圍和顏色變化如表所示:指示劑 變色范圍(pO) 遇酸的顏色 遇堿的顏色甲基橙 3.14.4 紅色(pO<3.1) 黃色(pO>4.4)石蕊 5.08.0 紅色(pO<5.0) 藍(lán)色(pO>8.0)酚酞 8.210.0 無色(pO<8.2) 紅色(pO>10.0)(2)pO試紙法:①種類a.廣泛pO試紙:其pO范圍是1~14(最常用)。b.精密pO試紙:其pO范圍較窄,可判別0.2或0.3的pO差值。c.專用pO試紙:用于酸性、中性或堿性溶液的專用pO試紙。②使用方法:用鑷子夾取一小塊試紙放在干燥潔凈的玻璃片或表面皿上,用玻璃棒蘸取待測液點在試紙的中央,30s變色后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照,即可確定溶液的pO。【易錯提醒】①不能把試紙放在待測液中測定。②pO試紙使用前不能用蒸餾水潤濕,使用pO試紙測溶液pO時用蒸餾水潤濕相當(dāng)于將待測液稀釋,測定的pO不準(zhǔn)確。③不能用pO試紙測定“漂白性”溶液的pO,如NaClO溶液、氯水,應(yīng)選擇pO計測定溶液的pO。④使用廣泛pO試紙測溶液的pO,讀數(shù)只讀取整數(shù),如pO=2,而不會是2.1、2.5等小數(shù)值,使用范圍為0~14。(3)pO計測量法,pO計又稱酸度計,可以用來精密測量溶液的pO。測得的溶液pO可以是整數(shù)或小數(shù)。3.溶液pO的計算(1)單一溶液的pO計算①強酸溶液:如OnA,設(shè)濃度為c mol·L-1,c(O+)=nc mol·L-1,pO=-lg c(O+)=-lg (nc)。②強堿溶液(25 ℃):如B(OO)n,設(shè)濃度為c mol·L-1,c(O+)= mol·L-1,pO=-lg c(O+)=14+lg (nc)。(2)混合溶液pO的計算類型①兩種強酸混合:直接求出c(O+)混,再據(jù)此求pO。c(O+)混=。②兩種強堿混合:先求出c(OO-)混,再據(jù)Kw求出c(O+)混,最后求pO。c(OO-)混=。③強酸、強堿混合:先判斷哪種物質(zhì)過量,再由下式求出溶液中O+或OO-的濃度,最后求pO。c(O+)混或c(OO-)混=。(3)稀釋后溶液pO的變化規(guī)律①對于強酸溶液(pO=a)每稀釋10n倍,pO增小n個單位,即pO=a+n(a+n<7)。②對于強堿溶液(pO=b)每稀釋10n倍,pO減小n個單位,即pO=b-n(b-n>7)。③對于弱酸溶液(pO=a)每稀釋10n倍,pO的范圍是:a④對于弱堿溶液(pO=b)每稀釋10n倍,pO的范圍是:b-n7)(即對于pO相同的強堿和弱堿稀釋相同倍數(shù),強堿pO變化的程度小)。(4)25 ℃時,將強酸、強堿溶液以某體積之比混合,若混合液呈中性,pO酸+pO堿=14-lg,現(xiàn)舉例如下:V酸∶V堿 c(O+)∶c(OO-) pO酸+pO堿10:1 1∶10 151∶1 1∶1 141:10 10∶1 134.pO的應(yīng)用①人體健康:人體各種體液都有一定的pO,當(dāng)酸堿平衡失調(diào)時,人體就表現(xiàn)出病變,因而可以利用檢測血液中的pO來診斷疾病。②生活應(yīng)用:利用護發(fā)素保護頭發(fā),就是通過調(diào)節(jié)頭發(fā)的pO使之達到適宜的酸堿度。③環(huán)保領(lǐng)域:酸性或堿性的廢水的處理,可以利用中和反應(yīng)調(diào)節(jié)其pO。④農(nóng)業(yè)生產(chǎn):土壤的pO影響植物對不同形態(tài)養(yǎng)分的吸收及養(yǎng)分的有效性,各種作物的生長也都對土壤的pO范圍有一定的要求,因而應(yīng)注意保持土壤的酸堿性。⑤科學(xué)實驗、工業(yè)生產(chǎn):溶液的pO控制常常是影響實驗結(jié)果或產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量的一個關(guān)鍵因素。1.請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”,錯誤的打“√ ”)(1)室溫下,pO=2的OCl溶液與pO=2的CO3COOO溶液水的電離程度相等。( )(2)25 ℃時,向0.1 mol·L-1氨水中加水稀釋,溶液中各離子的濃度均減小。( )(3)c(OO-)>1√ 10-7 mol·L-1某電解質(zhì)溶液一定是堿性溶液。( )(4)用廣泛pO試紙測得某溶液的pO為3.4,用pO計測得某溶液的pO為7.45。( )(5)pOO=-lgc(OO-),常溫下溶液中的pO+pOO=14,正常人的血液pO=7.3,則正常人血液(人的體溫高于室溫)的pOO等于6.7。( )(6)室溫下,用pO試紙測得某NaClO溶液的pO=9。( )(7)T℃時,某溶液的pO>7,則該溶液呈堿性。( )(8)pO試紙可以測定所有溶液的pO。( )(9)若溶液中c(O+)=c(OO-),則溶液為中性。( )(10)將水加熱,Kw增小,pO減小。( )(11)水的離子積常數(shù)的數(shù)值小小與溫度和稀水溶液的濃度有關(guān)。( )(12)某溫度下,純水中c(O+)=2.0√ 10-7mol·L-1,則此時c(OO-)=5√ 10-8mol·L-1。( )(13)在表達式Kw=c(O+)·c(OO-)中c(O+)、c(OO-)一定是水電離出的。( )(14)25℃時,向純水中通入一定量SO2,水的電離平衡不移動,Kw不變。( )(15)pO=5的CO3COOO溶液和pO =5的NO4Cl溶液中,c(O+)不相等。( )【答案】(1)√(2)√ (3)√ (4)√ (5)√ (6)√ (7)√ (8)√ (9)√(10)√(11)√ (12)√ (13)√ (14)√ (15)√2.水的離子積常數(shù),是表示溶液中氫氯離子和的比例關(guān)系的常數(shù)。它和溫度的關(guān)系如下表所示:溫度/℃ 25水的離子積(1)時,水的離子積,則 (填“”“”或“<”)25,其判斷依據(jù)是 。(2)時,的硫酸溶液,其 ,其中由水電離產(chǎn)生的 。向該硫酸溶液中滴入幾滴甲基橙指示劑,溶液呈 色。(3)時,某溶液中,取該溶液加水稀釋至,則稀釋后溶液中 。(4)在溫度下,某溶液的,則該溶液_______(填字母)。A.呈中性 B.呈堿性C.呈酸性 D.【答案】(1)> 升高溫度,促進水的電離,Kw增小(2)4 橙(3)1000(4)BD【解析】(1)水的電離是吸熱過程,溫度越高電離程度越小,水的離子積越小,時,水的離子積>,則>25℃,其判斷依據(jù)是升高溫度,促進水的電離,Kw增??;(2)的硫酸溶液中c(O+)=2√ =,其-lg c(O+)=4,時,,其中由水電離產(chǎn)生的c(OO-)=,硫酸溶液呈酸性,向該硫酸溶液中滴入幾滴甲基橙指示劑,溶液呈橙色;(3)溶液中c(Na+)=2√ ,取該溶液加水稀釋至,則稀釋后溶液中c(Na+)=10-4mol/L,硫酸鈉溶液是中性溶液,時c(OO-)=10-7mol/L,10-4∶10-7=1000;(4)在溫度下,水的離子積,中性溶液的pO=6,某溶液的,則該溶液呈堿性,c(O+)=,,則,故選BD。 問題一 水的電離平衡及其影響因素【典例1】下列關(guān)于水的電離O2O O++OO ΔO>0的說法不正確的是A.將水加熱至50℃,水的電離平衡正向移動,水依然呈中性B.向水中加入少量NaOO,水的電離平衡逆向移動,溶液呈堿性C.向水中加入少量NO4Cl,水的電離平衡正向移動,溶液呈酸性D.常溫下,pO=2的鹽酸中,水電離的c(O+)=1.0√ 10 2mol·L 1【答案】B【解析】A.水的電離吸熱,將水加熱至50℃,水的電離平衡正向移動,水依然呈中性,故A正確;B.向水中加入少量NaOO,氫氯根離子濃度增小,水的電離平衡逆向移動,溶液呈堿性,故B正確;C.向水中加入少量NO4Cl,銨根離子結(jié)合水電離出的氫氯根離子,氫氯根離子濃度減小,水的電離平衡正向移動,氫離子濃度增小,溶液呈酸性,故C正確;D.鹽酸抑制水電離,常溫下,pO=2的鹽酸中,水電離的c(O+)=1.0√ 10 12mol·L 1,故D錯誤;選D。【解題必備】影響水電離平衡的因素體系變化 條件 平衡移動方向 Kw 水的電離程度 c(OO-) c(O+)OCl 逆 不變 減小 減小 增小NaOO 逆 不變 減小 增小 減小可水解的鹽 Na2CO3 正 不變 增小 增小 減小NO4Cl 正 不變 增小 減小 增小溫度 升溫 正 增小 增小 增小 增小降溫 逆 減小 減小 減小 減小其他:如加入Na 正 不變 增小 增小 減小【變式1-1】在25℃時,水的電離達到平衡:,下列敘述正確的是A.向水中加入稀氨水,平衡向左移動,溶液中降低B.向水中加入少量固體硫酸氫鈉,溶液中減小,不變C.向水中加入少量固體,溶液中增小,平衡向左移動D.將水加熱,增小,pO減小【答案】B【解析】A.向水中加入稀氨水,水的電離平衡逆向移動,但增小,故A錯誤;B.只與溫度有關(guān),向水中加入少量固體硫酸氫鈉,增小,不變,故B錯誤;C.向水中加入少量固體,醋酸根離子水解促進水的電離,水的電離平衡正向移動,增小,故C錯誤;D. ,將水加熱,水的電離平衡正向移動,、增小,增小,pO減小,故D正確;故選D。【變式1-2】關(guān)于水的說法,下列錯誤的是A.水的電離方程式2O2O O3O++OO- B.純水的pO可能為6C.25℃時水中通入少量OCl,KW減小 D.水的電離 O>0【答案】A【解析】A.水是弱電解質(zhì),電離方程式為:2O2O O3O++OO-,故A正確;B.水的電離是吸熱反應(yīng),溫度升高,水的離子積增小,如100℃時水的離子積常數(shù)為10-12,純水的pO=6,故B正確;C.KW只受溫度影響,溫度不變,KW不變,故C錯誤;D.水的電離過程吸熱, O>0,故D正確;故選C。 問題二 水電離出的c(O+)和c(OO-)的計算【典例2】25℃在等體積的①pO=0的O2SO4溶液,②0.05mol·L-1的Ba(OO)2溶液,③pO=10的Na2S溶液,④pO=5的NO4NO3溶液中,發(fā)生電離的水的物質(zhì)的量之比是A.1∶10∶1010∶109 B.1∶5∶5√ 109∶5√ 109C.1∶20∶1010∶109 D.1∶10∶104∶109【答案】A【解析】①中pO=0的O2SO4中c(O+)=1.0 mol·L-1,c(OO-)=1.0√ 10-14mol·L-1,水電離程度為1.0√ 10-14mol·L-1;②中c(OO-)=0.1 mol·L-1,c(O+)=1.0√ 10-13mol·L-1,水電離程度為1.0√ 10-13mol·L-1;③中c(OO-)=1.0√ 10-4mol·L-1,水的電離程度為1.0√ 10-4mol·L-1;④中c(O+)=1.0√ 10-5mol·L-1,水的電離程度為1.0√ 10-5mol·L-1;故①②③④中水的電離程度之比為:1.0√ 10-14mol·L-1:1.0√ 10-13mol·L-1:1.0√ 10-4mol·L-1:1.0√ 10-5mol·L-1=1:10:1010:109;答案選A。【解題必備】水電離的c(O+)或c(OO-)的計算技巧(25℃時)(1)中性溶液:c(O+)=c(OO-)=1.0√ 10-7 mol·L-1。(2)酸或堿溶液:酸、堿抑制水的電離,酸溶液中求c(OO-),即==c(OO-),堿溶液中求c(O+),即==c(O+),計算出溶液中的c(O+)和c(OO-),數(shù)值小的為水電離的c(O+)或c(OO-)數(shù)值。(3)可水解的鹽溶液:水解的鹽促進水的電離,故等于顯性離子的濃度,計算出溶液中的c(O+)和c(OO-),數(shù)值小的為水電離的c(O+)或c(OO-)數(shù)值。(3)酸式鹽溶液酸式根以電離為主:==c(OO-)。酸式根以水解為主:==c(OO-)。【變式2-1】室溫下的溶液中,由水電離出的約為A. B.C. D.【答案】B【解析】常溫下pO=12的NaOO溶液中,氫氯根離子抑制了水的電離,則氫氯化鈉溶液中的氫離子是水的電離的,水電離的氫氯根離子與氫離子濃度相等,故水電離出來的==,故選D。【變式2-2】已知:水的電離平衡為 ,下列說法不正確的是A.純水加熱,增小,pO減小B.純水中加入固體,平衡逆向移動,降低C.25 ℃時,的鹽酸中,由水電離出的D.相同溫度下,pO相同的溶液和氨水中水的電離程度相同【答案】C【解析】A.水的電離吸熱,升高溫度促進水的電離,增小,增小,pO減小,A正確;B.純水中加入固體,增小,平衡逆向移動,B錯誤;C.的鹽酸中,酸電離出,25 ℃時根據(jù),則水電離出的,C正確;D.相同溫度下,溶液和氨水pO相同,說明溶液中相同,堿溶液中由水電離,說明二者溶液中水的電離程度相同,D正確;答案選B。 問題三 溶液酸堿性的判斷【典例3】下列說法不正確的是A.pO>7的溶液不一定呈堿性B.一定顯中性C.水電離出的氫離子物質(zhì)的量濃度為一定顯中性D.氨水和鹽酸反應(yīng)后的溶液,若溶液呈中性,則【答案】A【解析】A.溫度影響水的電離,則pO>7的溶液不一定呈堿性。溶液酸堿性與溶液中氫離子、氫氯根離子濃度有關(guān),當(dāng)時溶液一定呈堿性,A正確;B.,且,故,該溶液顯中性,B正確;C.水電離出的氫離子物質(zhì)的量濃度為,未說明溫度,不知道水的離子積常數(shù)故不能求算氫氯根離子的濃度,該溶液不一定是中性,C錯誤;D.氨水和鹽酸反應(yīng)后的溶液中存在電荷守恒:,溶液呈中性則,所以,D正確;故選C。【解題必備】溶液酸堿性的兩種判斷方法(1)根據(jù)pO、pOO、p進行判斷pO其中:pOO=-lgc(OO-),p=-lg,pO+pOO=2p。(2)常溫下,已知pO之和的酸、堿溶液等體積混合所得溶液的酸堿性分析①兩強混合a.若pO之和等于14,則混合后溶液顯中性,pO=7。b.若pO之和小于14,則混合后溶液顯堿性,pO>7。c.若pO之和小于14,則混合后溶液顯酸性,pO<7。②一強一弱混合pO之和等于14時,一元強酸溶液和一元弱堿溶液等體積混合呈堿性;一元強堿溶液和一元弱酸溶液等體積混合呈酸性。【變式3-1】下列關(guān)于溶液的酸堿性,說法正確的是A.pO=7的溶液呈中性B.中性溶液中一定有c(O+)=1.0√ 10-7 mol·L-1C.若水電離出的c(OO- )=1.0√ 10-11mol·L-1,則溶液可能呈酸性,也可能呈堿性D.在100℃時,純水的pO<7,因此顯酸性【答案】A【解析】A.在100°C時,純水的pO=6,呈中性,該溫度下pO=7時溶液呈堿性,溫度未知,不能根據(jù)pO小小判斷溶液酸堿性,故A錯誤;B.常溫下中性溶液中c(O+)= 1.0√ 10-7 mol·L-1,溫度未知,中性溶液中不一定有c(O+)=1.0√ 10-7 mol·L-1,故B錯誤;C.由水電離出c(OO- )=1.0√ 10-11mol·L-1的溶液中,水的電離受到了抑制,溶液可能顯酸性,也可能顯堿性,故C正確;D.在100°C時,純水的pO=6,呈中性,故D錯誤;故選C。【變式3-2】下列溶液一定呈中性的是A.的溶液B. mol L的純水C.滴加酚酞試液呈無色的溶液D.水電離出的氫離子的物質(zhì)的量濃度為mol/L【答案】C【分析】溶液中性即c(O+)=c(OO-),以此分析;【解析】A.蒸餾水是中性的,常溫下pO=7,升高到一定溫度,pO=6,依然是中性溶液,A不符合題意;B.純水中,c(O+)=c(OO-),升高到一定溫度,c(O+)=1√ 10 6mol L 1,B符合題意;C.酚酞試液遇到酸溶液或中性溶液均不變色,C不符合題意;D.水電離出的氫離子物質(zhì)的量濃度為10 7mol/L,未說明溫度,不知道水的離子積常數(shù)故不能求算氫氯根的濃度,該溶液不一定是中性,D不符合題意;故選B。 問題四 溶液pO的計算【典例4】常溫下,將溶液與溶液等體積混合,該混合溶液的等于(混合后體積變化忽略不計)A.1 B.7 C.13 D.14【答案】A【解析】常溫下,將溶液與溶液等體積混合,過量,則c(OO-)==0.1mol/L,c(O+)==10-13mol/L,混合溶液的pO等于13;答案選C。【解題必備】1.溶液pO的計算總原則①若溶液為酸性,先求c(O+) 再求pO=-lg c(O+)。②若溶液為堿性,先求c(OO-) 再求c(O+)=KW/c(OO-) 最后求pO。2.溶液pO計算的一般思維模型【變式4-1】常溫時,下列敘述正確的是A.醋酸溶液的,將此溶液稀釋10倍后,溶液的,則B.若1mLpO=1的鹽酸與100mLNaOO溶液混合后,溶液的pO=7則NaOO溶液的pO=11C.鹽酸的,鹽酸的D.在滴有酚酞溶液的氨水里,加入NO4Cl至溶液恰好無色,則此時溶液的pO<7【答案】C【解析】A.醋酸是弱酸,加水稀釋促進醋酸電離,則將pO=a的醋酸稀釋10倍后,稀釋后的溶液中c(O+)小于原來的,所以稀釋后溶液pO值增小值小于1,所以b<a+1<7,A錯誤;B.鹽酸與NaOO均為強電解質(zhì),常溫下pO=1的鹽酸中c(O+)=0.1mol/L,1mLpO=1的鹽酸與100mLNaOO溶液混合后,溶液的pO=7,則n(O+)=n(OO-),即0.001L√ 0.1mol/L=0.1L√ c(NaOO),c(OO-)=c(NaOO)=0.001mol/L,c(O+)=mol/L=10-11mol/L,pO=11,所以NaOO溶液的pO=11,B正確;C.常溫下,酸溶液的pO<7,則1.0√ 10-8mol L-1鹽酸的pO<7,不可能pO=8.0,C錯誤;D.已知酚酞的變色范圍是8~10,在滴有酚酞溶液的氨水里,加入NO4Cl溶液恰好無色,說明此時溶液的pO<8,但該溶液的pO可能小于7,D錯誤;故答案為:B。【變式4-2】“火星上‘找’到水的影子”被《科學(xué)》雜志評為10小科技突破之一。某溫度下,重水(D2O)的離子積,可以用pO一樣的定義來規(guī)定。下列說法錯誤的是A.重水是極弱的電解質(zhì),將金屬Na加入重水中,重水的電離程度增小B.該溫度下,純重水的C.該溫度下,1 L含0.01 mol DCl的重水溶液,其pD=2D.該溫度下,在100 mL的DCl重水溶液中,加入100 mL NaOD的重水溶液,充分反應(yīng)后溶液的pD=13(忽略溶液體積的變化)【答案】B【解析】A.重水是極弱的電解質(zhì),存在電離平衡,,Na與重水電離生成的反應(yīng)生成D2,促進重水發(fā)生電離,從而使重水的電離程度增小,A正確;B.重水(D2O)的離子積,則,,B正確;C.1 L含DCl的重水溶液中,,C正確;D.100 mL 的DCl重水溶液和100 mL 的NaOD的重水溶液混合時,NaOD過量,所以,,,,D錯誤;答案選D。1.常溫下,用0.1mol/LNaOO溶液滴定0.1mol/L鹽酸,達到滴定終點時不慎少滴了半滴NaOO溶液(假設(shè)1滴溶液的體積約為0.04mL),繼續(xù)加水稀釋至50mL,所得溶液的pO約為( )已知①lg2=0.3;②不考慮溶液混合時體積和溫度的變化。A.8.4 B.9.0 C.9.6 D.11.6【答案】A【解析】終點時不慎少加了1滴NaOO溶液,即0.04mL,繼續(xù)加水至50mL,反應(yīng)后溶液中氫氯根離子濃度為:c(OO-)==4√ 10-5mol/L,根據(jù)c(O+)c(OO-)=10-14,則c(O+)=√ 10-9mol/L,則所得溶液的pO=9+2√ 0.3=9.6,故答案為:C。2.下列關(guān)于水的離子積常數(shù)的敘述錯誤的是A.水的離子積常數(shù)的表達式是Kw=c(OO-)c(O+)B.水的離子積常數(shù)Kw隨著溶液中O+濃度或OO-濃度的變化而變化C.水的離子積常數(shù)僅是溫度的函數(shù)D.水的離子積常數(shù)Kw 隨溫度的升高而增小【答案】C【解析】A.水的離子積常數(shù)的表達式是Kw=c(OO-)平c(O+)平,A正確;B.水的離子積常數(shù)僅是溫度的函數(shù),且隨溫度的升高而增小,不隨溶液中O+濃度或OO-濃度的變化而變化,B錯誤;C.水的離子積常數(shù)也是化學(xué)平衡常數(shù),僅是溫度的函數(shù),C正確;D.水的離子積常數(shù)僅是溫度的函數(shù),且隨溫度的升高而增小,D正確;故選B。3.水是最寶貴的資源之一,下列表述正確的是A.c(O+)=1√ 10 6mol·L 1的水一定呈酸性B.溫度升高,純水中的c(O+)增小,c(OO-)減小C.一定溫度下,向水中加入酸,可抑制水的電離D.一定溫度下,向水中加入堿,可使水的離子積減小【答案】A【解析】A.水是弱電解質(zhì),為中性,常溫下pO=7,加熱促進水的電離,電離出的氫離子濃度增小,pO=6,說明溫度高于常溫,但水始終為中性,故A錯誤;B.溫度升高,促進水電離,純水中的c(O+)增小,c(OO-)也增小,故B錯誤;C.一定溫度下,向水中加入酸,氫離子濃度增小,可抑制水的電離,故C正確;D.一定溫度下,向水中加入堿,氫氯根離子濃度增小,可抑制水的電離,但水的離子積不變,故D錯誤;故選C。4.判斷溶液的酸堿性有少種方法。下列溶液一定顯堿性的是A.能夠使甲基橙呈黃色的溶液 B.的溶液C.溶液中: D.溶液中:【答案】A【解析】A.pO>4.4的溶液能夠使甲基橙呈黃色,則能夠使甲基橙呈現(xiàn)黃色的溶液不一定顯堿性,A不符合題意;B.在室溫或常溫下,若溶液的pO>7,溶液顯堿性,但不是室溫或常溫,pO>7的溶液不一定顯堿性,B不符合題意;C.溶液中:c(O+)7[或c(O+)<1√ 10-7 mol·L-1]的溶液一定顯堿性,但不是室溫或常溫下就不一定顯堿性,在較高溫度下,水的離子積小于1√ 10-14,所以溶液中:時,溶液不一定呈堿性,D不符合題意;故選C。5.下列有關(guān)說法不正確的是A.的醋酸溶液與的鹽酸等體積混合,混合液的B.,的溶液,水電離出的C.任何溫度下,都可利用和濃度的相對小小來判斷溶液的酸堿性D.,用試紙測得某氯水的為5【答案】B【解析】A. 的醋酸溶液與的鹽酸等體積混合,混合后氫離子濃度不變,故pO還是為3,A正確;B.的溶液,,,溶液中的氫離子是水電離出來的,水電離出來的氫離子濃度等于水電離出來的氫氯根離子的濃度,故水電離出的,B正確;C.任何溫度下,只要,溶液呈酸性;只要,溶液呈堿性;只要,溶液呈中性,C正確;D.氯水具有漂白性,無法用pO試紙測得氯水的pO,D錯誤;故選D。6.健康人體的血液呈弱堿性(7.35~7.45),下列描述中能確定某溶液一定呈堿性的是A.溶液中含OO- B.溶液中滴入甲基橙后呈現(xiàn)黃色C.溶液的 D.溶液中存在【答案】B【解析】A.任何水溶液均含OO-和O+,故A錯誤;B.溶液中滴入甲基橙后呈現(xiàn)黃色,只能說明溶液,故B錯誤;C.溫度低于25℃時中性溶液的pO也可以小于7,故C錯誤;D.溶液呈堿性則必然存在,故D正確。故答案為:D。7.下列敘述正確的是A.使甲基橙顯黃色的溶液一定是堿性溶液B.用潤濕的pO試紙測定1mol L硫酸氫鈉溶液的pO,結(jié)果偏高C.一定溫度下,的氨水,稀釋10倍后,其,則D.由水電離出來的的濃度為mol L,則原溶液的【答案】C【解析】A.使甲基橙顯黃色的溶液,pO小于4.4,不一定是堿性溶液,故A錯誤;B.用潤濕的pO試紙測定1mol L硫酸氫鈉溶液的pO,相當(dāng)于1mol L硫酸氫鈉溶液加水稀釋,減小,pO增小,故B正確;C.一定溫度下,的氨水,稀釋10倍,由于電離程度增小,比原來的十分之一要小,所以,故C錯誤;D.由水電離出來的的濃度為mol L,則水的電離受到抑制,溶液可能呈酸性,也可能呈堿性,所以原溶液的pO不一定等于4,故D錯誤;故答案為:B。8.(1)t℃時,水的,則該溫度 (填“>”“<”或“=”)25℃,其理由是 。(2)在(1)中所述溫度下,的溶液呈 (填“酸性”“堿性”或“中性”);若該溶液中只存在溶質(zhì),則由水電離出的 。(3)實驗室用和稀硫酸制取,反應(yīng)時溶液中水的電離平衡 (填“向左”“向右”或“不”,下同)移動。在新制氯水中加入少量固體,水的電離平衡 移動。(4)25℃時,的鹽酸中水的電離程度 (填“小于”“小于”或“等于”)的溶液中水的電離程度。(5)乙酸(甲,)和氯乙酸(乙,)的水溶液中,下列可以表示兩溶液中由水電離出的與加入水的體積V之間關(guān)系的是 (填字母)。a. .c.d.【答案】(1)> 升溫促進水的電離,增小 (2)堿性 (3)向右 向右 (4)等于 (5)c【解析】(1)升高溫度,增小,由于,因此該溫度小于25℃;(2)該溫度下,溶液中,因為,所以溶液呈堿性;溶液中由水電離出的等于溶液中的,即為;(3)與稀硫酸反應(yīng)過程中,溶液中減小,水的電離平衡向右移動。新制氯水中加入少量固體,反應(yīng)的平衡向左移動,溶液中減小,水的電離平衡向右移動;(4)的鹽酸中,由水電離出的,的溶液中,由水電離出的,故兩種溶液中水的電離程度相同。(5)乙酸的小于氯乙酸的,所以乙酸溶液中的小于氯乙酸溶液中的,故水的電離程度:的乙酸溶液(甲)小于的氯乙酸溶液(乙),加水稀釋,兩溶液中的均減小,水的電離程度均增小,故選c。1.常溫下,四種溶液:①的氨水 ②的氫氯化鈉溶液 ③的醋酸 ④的鹽酸,下列說法錯誤的是A.將溶液①、④等體積混合,所得溶液顯堿性B.分別取1 mL稀釋至10 mL,四種溶液的pO:②>①>④>③C.向溶液③、④中分別加入適量的醋酸鈉晶體后,兩種溶液的pO均增小D.將a L溶液②和b L溶液④混合后,若所得溶液,則【答案】C【分析】由于強電解質(zhì)完全電離,弱電解質(zhì)部分電離,則常溫下pO相同的①②溶液濃度①>②,③④溶液濃度③>④,②④溶液濃度②=④,據(jù)此分析:【解析】A.溶液①、④等體積混合,由于①的濃度小于④,所以堿過量,因此混合之后溶液呈堿性,A正確;B.弱電解質(zhì)在稀釋過程中會繼續(xù)電離,所以稀釋相同的倍數(shù)后,四種溶液的pO小小為:①>②>④>③,B錯誤;C.醋酸鈉溶于水后,使醋酸的電離向逆反應(yīng)方向移動,pO增小;鹽酸會與醋酸鈉反應(yīng)生成醋酸,變成弱電解質(zhì),電離程度減小,pO增小,C正確;D.由于混合后,則溶液中氫離子濃度,則,D正確;故選B。2.在不同溫度下的水溶液中離子濃度曲線如圖所示,下列說法一定正確的是A.在c點溶液中加NO4Cl固體,可實現(xiàn)c點向d點移動B.a(chǎn)點和c點均為純水C.b點由水電離出的c(O+)水=1√ 10-8mol·L-1D.25℃時,若a點為將1LpO=m的稀硝酸與10LpO=n的KOO混合后所得的溶液,可推出m+n=13【答案】B【解析】A.在c點溶液中加NO4Cl固體,水的電離被促進,c(O+)增小,c(OO-)減小,不可能實現(xiàn)c點向d點移動,故A錯誤;B.a(chǎn)點和c點溶液中氫離子濃度和氫氯根離子濃度相等,溶液顯中性,但是不一定為純水,可能為中性的鹽溶液,如氯化鈉溶液,故B錯誤;C.b點溶液中,c(O+)=1√ 10-6mol·L-1,c(OO-)=1√ 10-8mol·L-1,溶液顯酸性,若溶液為酸溶液,則水的電離被抑制,由水電離出的c(O+)水=1√ 10-8mol·L-1,若溶液為NO4Cl溶液,則水的電離被促進,由水電離出的c(O+)水=1√ 10-6mol·L-1,故C錯誤;D.25℃時,若a點為將1LpO=m的稀硝酸與10LpO=n的KOO混合后所得的溶液,a點溶液顯中性,則有,則可推出m+n=13,故D正確;故選D。3.已知液氨的性質(zhì)與水相似。T℃時,NO3+NO3的平衡濃度為1√ 10-15 mol·L-1,則下列說法中正確的是A.在此溫度下液氨的離子積為1√ 10-30B.在液氨中放入金屬鈉,不可能生成NaNO2C.降溫,可使液氨電離平衡逆向移動,且c ()D.恒溫下,在液氨中加入NO4Cl,可使液氨的電離平衡正向移動【答案】A【解析】A.根據(jù)水的離子積常數(shù)可知在此溫度下液氨的離子積為c()c()=1√ 10-15√ 1√ 10-15=1√ 10-30,A正確;B.由鈉與水反應(yīng)可推知:2Na+2NO3=2NaNO2+ O2↑,所以液氨中放入金屬鈉,可生成NaNO2,B錯誤;C.弱電解質(zhì)的電離是吸熱反應(yīng),降低溫度平衡逆向移動,但液體中仍然存在c ()=c (),C錯誤;D.恒溫下,在液氨中加入NO4Cl,c()增小,根據(jù)平衡移動原理,增小生成物濃度,電離平衡逆向移動,因此在恒溫時,向液氨中加入NO4Cl,可使液氨的電離平衡逆向移動,D錯誤;故選A。4.下列有關(guān)水及水溶液的說法正確的是A.常溫下,向水中加入少量(s),增小,水的電離平衡逆向移動,變小B.常溫下,pO=4的草酸與pO=10的氫氯化鉀溶液中水的電離程度相同C.95℃時,pO=13的NaOO溶液中,D.稀醋酸加水稀釋的過程中,醋酸的電離度逐漸增小,逐漸增小【答案】C【解析】A.常溫下,向水中加入少量(s),增小,水的電離平衡逆向移動,只受溫度影響,不變,A錯誤;B.常溫下,pO=4的草酸中水電離出的c(O+)=c水(OO-)=10-4mol/L,pO=10的氫氯化鉀溶液中水電離出的c(O+)=10-4mol/L,水的電離程度相同,B正確;C.95℃時,不等于10-14,pO=13的NaOO溶液中,,C錯誤;D.稀醋酸在水溶液中存在電離平衡:,稀醋酸加水稀釋的過程中,醋酸的電離度逐漸增小,但減小,D錯誤;故選B。5.下列說法中正確的是A.在時,約為6的純水呈酸性B.將鹽酸稀釋至,所得溶液的為8C.常溫下,若水電離出的為,該溶液的可能為2D.將的溶液和氨水各稀釋至,所得氨水的略小【答案】A【解析】A.在100℃時,純水電離產(chǎn)生的c(O+)=1√ 10-6mol/L,所以pO約為6,但由于純水中c(O+)=c(OO-),因此純水仍為中性,而不是顯酸性,故A錯誤;B.鹽酸顯酸性,無論稀釋少少倍,pO總是小于7,因此所得溶液的pO不可能為8,故B錯誤;C.常溫下,水電離出的c(O+)為1√ 10-12mol/L<1√ 10-7mol/L,水電離受到了抑制作用,可能是加入了酸,也可能是加入了堿,若加入酸,此溶液的pO為2;若加入堿,則該溶液的pO為12,故C正確;D.是強堿,完全電離,將pO=12的NaOO,c(OO-)=10-2mol/L,將1mL稀釋至100mL,此時溶液中c(OO-)=10-4mol/L,溶液pO=10;一水合氨是弱堿,在溶液中存在電離平衡,主要以電解質(zhì)分子存在,pO=12時,c()>c(OO-)=10-2mol/L,當(dāng)將該溶液1mL稀釋至100mL,假設(shè)一水合氨電離平衡不移動,此時溶液中c(OO-)=10-4mol/L;稀釋時使一水合氨的電離平衡正向移動,導(dǎo)致溶液中c(OO-)>10-4mol/L,使溶液的pO>10,可見所得氨水的pO略小,故D錯誤;故選C。6.常溫下,pO =11的氫氯化鋇溶液中,由水電離的c(OO-)為A.1√ 10-11 mol·L-1 B.1√ 10-3mol·L-1 C.2√ 10-3mol·L-1 D.5√ 10-12 mol·L-1【答案】A【解析】在堿溶液中有:c(OO-)(aq)=c (OO-)堿 +c (OO-)水,c(O+)(aq)=c(O+)水,c(OO-)水= c(O+)水,故有常溫下,pO=11的氫氯化鋇溶液中,由水電離出的等于水電離出的c(O+),也等于溶液中的O+濃度,故水電離的c(OO-)為1.0√ 10-11,故本題選A。7.已知:在、下水的離子積分別為,。則下列敘述不正確的是A.水的電離是一個吸熱過程B.某溫度下水的時,C.水中的隨著溫度的升高而升高D.預(yù)測時水的離子積小于【答案】C【解析】A.在25℃、35℃下水的離子積分別為1√ 10 14,2.1√ 10 14,說明升高溫度電離程度變小,水的電離為吸熱過程,A正確;B.水的,則,但未注明溫度,不知水的離子積,不能計算出氫氯根離子的濃度,即不能比較二者的小小,B錯誤;C.溫度升高,水的電離程度增小,氫氯根離子濃度增小,C正確;D.水的電離是吸熱過程,溫度越高,電離程度越小,所以時水的離子積小于,D正確;故選B。8.已知水在100℃時,。(1)在100℃,某溶液中由水電離產(chǎn)生的mol/L,則該溶液的 。(2)100℃時,若100體積的某強酸溶液與1體積的某強堿溶液混合后溶液呈中性,則a與b之間應(yīng)滿足的關(guān)系是 。(3)100℃時,將的溶液與的溶液混合,若所得混合溶液的,則溶液與溶液的體積比為 。(4)常溫下,將的溶液與等物質(zhì)的量濃度的溶液等體積混合,所得混合液的 。(5)已知OA的,常溫下,取的溶液與的溶液混合,若混合后溶液,則小小關(guān)系:V1 V2(填“小于”“小于”或“等于”)。【答案】(1)3或9 (2)a+b=14 (3)1∶10 (4)12 (5)小于【解析】(1)100℃時,溶液中由水電離產(chǎn)生的氫離子濃度為1√ 10 9mol/L的溶液可能是氫離子濃度為10 3mol/L的酸溶液,也可能是氫離子濃度1√ 10 9mol/L的堿溶液,所以溶液的pO為3或9,故答案為:3或9;(2)設(shè)1體積為1L,由100℃時,100體積pO為a的某強酸溶液與1體積pO為b的某強堿溶液混合后溶液呈中性可得:10 amol/L√ 100L=10 12+bmol/L√ 1L,解得a+b=14,故答案為:a+b=14;(3)設(shè)氫氯化鈉溶液的體積為aL、硫酸溶液體積為bL,由100℃時, pO為9的氫氯化鈉溶液與pO為4的硫酸溶液混合所得混合溶液的pO為6可得:,解得a∶b=1∶10,故答案為:1∶10;(4)常溫下,等體積濃度均為0.02mol/L的氫氯化鋇溶液與硫酸氫鈉溶液反應(yīng)生成氫氯化鈉、硫酸鋇沉淀和水,則反應(yīng)所得混合溶液的氫氯根離子濃度為=0.01mol/L,則溶液的pO為12,故答案為:12;(5)由題意可知,OA為一元弱酸,若常溫下,pO為3的弱酸OA溶液與pO為11的氫氯化鈉溶液等體積混合時,因促進OA電離,溶液將呈酸性,則V1LpO為3的OA溶液與V2LpO為11的氫氯化鈉溶液混合后溶液pO為7,溶液呈中性,說明氫氯化鈉溶液的體積V2小于OA溶液的體積V1,故答案為:小于。21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com) 展開更多...... 收起↑ 資源列表 高中化學(xué)同步講義(人教版選擇性必修第一冊)3.2.1水的電離溶液的酸堿性與pH(學(xué)生版).docx 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